Streptomyces griseus karakteristik, taksonomi, siklus biologis dan penggunaan



Streptomyces griseus Ini adalah sejenis bakteri aerob, Gram positif. Milik kelompok Actinobacteria, dalam urutan Actinomycetales dan keluarga Streptomycetaceae.

Mereka adalah bakteri umum di tanah. Mereka telah ditemukan dalam hubungan dengan akar tanaman di rhizosfer. Beberapa strain juga telah diisolasi dalam sampel air dan sedimen laut dalam dan ekosistem pesisir. 

Kemampuan spesies ini untuk beradaptasi dengan keanekaragaman ekosistem yang luar biasa telah menghasilkan variasi genetika penting yang telah dicoba untuk diklasifikasikan dalam ekovar.

Spesies ini, seperti yang lain dari Streptomyces menghasilkan sejumlah besar metabolit sekunder, yang memberikan pentingnya komersial besar. Ini termasuk streptomisin (antibiotik aminoglikosida), antibiotik pertama yang digunakan secara efektif melawan TBC.

Indeks

  • 1 Karakteristik umum
    • 1.1 Genetika
    • 1.2 Metabolit sekunder
  • 2 Taksonomi
    • 2.1 Filogeni dan sinonim
  • 3 Siklus biologis
    • 3.1 Pembentukan miselium substrat
    • 3.2 Pembentukan miselium udara
    • 3.3 Formasi spora
  • 4 Penggunaan
  • 5 Referensi

Fitur umum

S. griseus adalah bakteri aerob Gram-positif yang menghasilkan miselia. Dinding selnya tebal, sebagian besar terdiri dari peptidoglikan dan lipid.

Spesies ini mengembangkan miselia substrat dan aerial. Kedua jenis miselium memiliki morfologi yang berbeda. Hifa dari miselium media dapat berdiameter 0,5-1 μm. Miselium udara filamen dan sedikit bercabang. 

Dalam medium kultur, miselia ini memiliki nuansa abu-abu yang berbeda. Sisi kebalikan dari koloni adalah kuning keabu-abuan. Mereka tidak menghasilkan pigmen melanin.

Rantai spora tidak dapat diubah dan terdiri dari 10-50 spora. Permukaan ini halus.

Spesies ini menggunakan glukosa sebagai sumber karbon, xilosa, manitol atau fruktosa. Dalam media kultur dengan arabinose atau rhamnose, tidak ada pertumbuhan koloni.

Suhu optimal untuk pengembangannya berkisar 25 - 35 ° C.

Mereka tumbuh dalam kisaran pH yang luas, antara 5 dan 11. Namun, pertumbuhannya optimal di lingkungan alkali dengan pH 9, sehingga dianggap alkalofilik..

Genetika

Genom telah sepenuhnya diurutkan S. griseus. Ini menyajikan kromosom linier dengan lebih dari delapan juta pasangan basa. Kehadiran plasmid belum diamati.

Kromosom memiliki lebih dari 7.000 ORF (urutan RNA bingkai terbuka). Untuk lebih dari 60% dari urutan ini, fungsi yang mereka penuhi diketahui. Konten GC untuk S. griseus sekitar 72%, yang dianggap tinggi.

Metabolit sekunder

Sebagian besar spesies Streptomyces mereka menghasilkan banyak metabolit sekunder. Di antaranya adalah antibiotik, imunosupresan dan inhibitor enzim.

Demikian juga, bakteri ini mampu menghasilkan beberapa enzim yang penting bagi industri, seperti glukosa isomerase atau transglutaminase.

Dalam hal S. griseus, Metabolit sekunder yang paling penting adalah streptomisin. Namun, organisme ini menghasilkan senyawa lain, seperti jenis fenol tertentu yang sangat efektif dalam mengendalikan berbagai jamur fitopatogenik..

Taksonomi

Spesies ini pertama kali dideskripsikan dari isolat tanah dari wilayah Rusia. Peneliti Krainsky pada tahun 1914 mengidentifikasi dirinya sebagai Actinomyces griseus.

Selanjutnya, Waskman dan Curtis berhasil mengisolasi spesies dalam berbagai sampel tanah di Amerika Serikat. Pada 1943 Waskman dan Henrici mengusulkan genre ini Streptomyces berdasarkan jenis morfologi dan dinding sel spesies mereka. Para penulis ini menemukan spesies dalam genus ini pada tahun 1948.

Filogeni dan sinonim

Telah diusulkan keberadaan tiga sub-spesies untuk S. griseus. Namun, studi molekuler telah mengungkapkan bahwa dua taksa ini sesuai dengan spesies S. microflavus.

Dari sudut pandang filogenetik, S. griseus  membentuk grup dengan S.argenteolus dan S. caviscabies. Spesies ini sangat mirip dalam kaitannya dengan urutan RNA ribosom.

Berdasarkan perbandingan urutan RNA, dimungkinkan untuk menetapkan bahwa beberapa taksa dianggap sebagai spesies selain S. griseus mereka memiliki susunan genetik yang sama.

Oleh karena itu, nama-nama ini telah beralih ke sinonim dari spesies. Di antara yang kita miliki S. erumpens, S. ornatus dan S. setonii.

Siklus biologis

Spesies dari Streptomyces menghasilkan dua jenis miselium selama pengembangannya. Miselium substrat yang membentuk fase vegetatif dan miselium udara yang akan menimbulkan spora

Pembentukan miselium substrat

Ini berasal setelah perkecambahan spora. Hifa memiliki diameter 0,5-1 μm. Ini tumbuh dengan apeks dan mengembangkan cabang, menghasilkan matriks hifa yang kompleks.

Ada beberapa septa yang membentuk kompartemen yang dapat menyajikan beberapa salinan genom. Selama fase ini, bakteri mengambil keuntungan dari nutrisi yang ada dalam medium untuk mengakumulasi biomassa.

Ketika miselium ini berkembang, ada kematian sel beberapa septa. Dalam miselium substrat matang bergantian segmen hidup dan mati.

Ketika bakteri berkembang di tanah atau di tanaman terendam, fase vegetatif dominan.

Pembentukan miselium udara

Pada saat koloni berkembang, miselium dengan jumlah cabang yang lebih kecil mulai terbentuk. Masuk S. griseus filamen panjang terbentuk yang sangat sedikit bercabang.

Nutrisi yang diperlukan untuk pembentukan miselium ini, diperoleh dari lisis sel-sel miselium substrat. Pada fase ini spesies menghasilkan metabolit sekunder yang berbeda.

Formasi spora

Pada fase ini, hifa menghentikan pertumbuhan mereka dan mulai memecah secara transversal. Fragmen-fragmen ini dengan cepat berubah menjadi spora bulat.

Rantai spora yang dibentuk oleh sekitar lima puluh sel terbentuk. Spora berbentuk bulat sampai oval, berdiameter 0,8 - 1,7 μm dan dengan permukaan halus.

Penggunaan

Penggunaan utama yang terkait dengan S. griseus adalah produksi streptomisin. Ini adalah antibiotik bakterisida. Ini pertama kali terdeteksi pada tahun 1943 oleh Albert Schatz di galur spesies.

Streptomisin adalah salah satu perawatan paling efektif untuk mengobati TBC yang disebabkan oleh Mycobacterium tuberculosis.

Namun,, S. griseus Ini memiliki kegunaan lain. Spesies ini menghasilkan antibiotik lain, di antaranya beberapa yang menyerang tumor. Ini juga menghasilkan enzim proteolitik yang digunakan secara komersial, seperti pronase. Enzim ini menghambat inaktivasi saluran natrium.

Di sisi lain, dalam beberapa tahun terakhir telah ditentukan itu S. griseus menghasilkan zat yang mudah menguap dari kelompok fenol yang disebut carvacrol. Zat ini memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan spora dan miselia dari berbagai jamur fitopatogenik.

Referensi

  1. Anderson A dan E Wellington (2001) Taksonomi Streptomyces dan generasi terkait. Jurnal Internasional Mikrobiologi Sistematis dan Evolusi 51: 797-814.
  2. Danaei M, A Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini dan M Yaghoobi (2014) Kontrol biologis penyakit jamur tanaman menggunakan zat volatil dari Streptomyces griseus. Jurnal Eropa Biologi Eksperimental 4: 334-339.
  3. Horinouchi S (2007) Penambangan dan pemolesan harta dalam genus bakteri Streptomyces. Biosci. Bioteknol. Biokimia.71: 283-299.
  4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori dan S Horinouchi (2008) Urutan genom dari mikroorganisme penghasil streptomisin Streptomyces griseus IFO 13350 Jurnal Bakteriologi 190: 4050 - 4060.
  5. Rong X dan Y Huang (2010) Evaluasi taksonomi dari Streptomyces griseus clade menggunakan analisis urutan multilokus dan hibridisasi DNA-DNA dengan proposal untuk menggabungkan 29 spesies dan tiga subspesies sebagai 11 spesies genom. Jurnal Internasional Mikrobiologi Sistematis dan Evolusi 60: 696-703.
  6. Yepes A (2010) Sistem dua komponen dan regulasi produksi antibiotik Streptomyces coelicolor. Tesis untuk mengajukan gelar Doktor dari Universitas Salamanca, Spanyol. 188 hal.